RU2469916C2

RU2469916C2 - Engine suspension pylon

Info

Publication number: RU2469916C2
Application number: RU2008135293/11A
Authority: RU
Inventors: Вутер БАЛЬК
Original assignee: Снекма
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2012-12-20
Also published as: US8240600B2; EP2030892A1; UA97475C2; DE602008000742D1; BRPI0803639B1; FR2920408A1; CA2639211A1; FR2920408B1; EP2030892B1; RU2008135293A; US20090084893A1; BRPI0803639A2; CA2639211C

Abstract

FIELD: aircraft engineering.

SUBSTANCE: pylon 12 may be secured to engine housing 10 by its one end and to wing by its opposite end. Pylon includes, at least, one hinge and one means for varying engine position in height in takeoff-landing and cruising flight. Pylon consists of two parts, one to be secured to engine and another one to aircraft wing. Said hinge comprises bulging quadrangle having two links 42 with ends arranged around transverse horizontal axles 34, 36, 38, 40 on said two parts of the pylon. Links 42 may have equal or different length. Pylon parts may be interconnected by either hydraulic or electric power drive.

EFFECT: higher efficiency in cruising flight.

8 cl, 2 dwg

Description

Объектами настоящего изобретения являются пилон подвески двигателя под крылом самолета, а также двигатель, закрепленный под крылом при помощи пилона такого типа.The objects of the present invention are an engine mount pylon under an airplane wing, and also an engine mounted under a wing using this type of pylon.

В двухконтурных турбореактивных двигателях воздух на входе турбомашины делится на первичный поток или горячий поток, проходящий через компрессор, который питает камеру сгорания, выполненную за ним, и на вторичный поток или холодный поток, который обеспечивает значительную часть тяги, проходит вокруг компрессора и выбрасывается вместе с горячими газами.In turbofan engines, the air at the inlet of the turbomachine is divided into the primary stream or hot stream passing through the compressor, which feeds the combustion chamber behind it, and into the secondary stream or cold stream, which provides a significant part of the draft, passes around the compressor and is discharged together with hot gases.

Чтобы ограничить расход топлива и уровень шума, производители двигателей стараются повысить степень разбавления, которая равна соотношению между расходом холодного воздуха и расходом горячего воздуха, что приводит к увеличению диаметра турбомашины. Однако, поскольку эти двигатели устанавливают под крыльями, повышение степени разбавления ограничено необходимостью сохранения минимального расстояния между гондолой, то есть наружным кожухом турбомашины, и землей.To limit fuel consumption and noise levels, engine manufacturers are trying to increase the degree of dilution, which is equal to the ratio between the consumption of cold air and the consumption of hot air, which leads to an increase in the diameter of the turbomachine. However, since these engines are mounted under the wings, increasing the degree of dilution is limited by the need to maintain a minimum distance between the nacelle, that is, the outer casing of the turbomachine, and the ground.

Из соображений безопасности, как правило, двигатель располагают спереди крыла, чтобы, например, в случае разрушения диска ротора избежать ударов его осколков по частям крыла, где содержится топливо. По этой же причине двигатели не выполняют непосредственно в крыле.For safety reasons, as a rule, the engine is placed in front of the wing, so that, for example, in case of destruction of the rotor disk to avoid impacts of its fragments on parts of the wing where fuel is contained. For the same reason, engines do not execute directly in the wing.

Первый подход состоит в увеличении высоты шасси для увеличения расстояния между турбомашиной и землей. Однако такое решение не является удовлетворительным, так как оно приводит к существенному увеличению стоимости и массы самолета. Второй подход состоит в приближении турбомашины к крылу, то есть в уменьшении расстояния между гондолой и крылом. Вследствие этого воздух, циркулирующий в этом пространстве, ускоряется, что может привести к образованию ударных волн и, как следствие, к значительному увеличению аэродинамического сопротивления.The first approach is to increase the height of the chassis to increase the distance between the turbomachine and the ground. However, this solution is not satisfactory, since it leads to a significant increase in the cost and weight of the aircraft. The second approach is to bring the turbomachine closer to the wing, that is, to reduce the distance between the nacelle and the wing. As a result, the air circulating in this space is accelerated, which can lead to the formation of shock waves and, as a result, to a significant increase in aerodynamic drag.

В современной технике все-таки предпочитают сохранять достаточное расстояние от земли и приближать двигатель к крылу, несмотря на связанные с этим недостатки.In modern technology, they still prefer to maintain a sufficient distance from the ground and bring the engine closer to the wing, despite the disadvantages associated with this.

Объектом настоящего изобретения является пилон подвески двигателя самолета, который позволяет просто, эффективно и экономично избегать этих недостатков известных технических решений.The object of the present invention is the pylon of the engine mount of the aircraft, which allows you to simply, efficiently and economically avoid these disadvantages of the known technical solutions.

В этой связи изобретением предлагается пилон подвески двигателя под крылом самолета, выполненный с возможностью крепления одним концом на корпусе двигателя и другим концом на крыле, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один шарнир и одно механизированное средство, позволяющее изменять положение двигателя по высоте между «крейсерским» положением и положением взлета-посадки.In this regard, the invention provides an engine mount pylon under an airplane wing, adapted to be fastened at one end on an engine body and at the other end on a wing, characterized in that it comprises at least one hinge and one mechanized means allowing the engine to be positioned in height between the "cruising" position and the take-off and landing position.

Добавление шарнира к пилону в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает относительное движение двигателя по отношению к крылу и по отношению к земле. Таким образом, изобретение позволяет адаптировать положение двигателя по отношению к крылу в зависимости от различных этапов полета. Когда самолет находится на земле или на этапе взлета или посадки, двигатель приближается к крылу таким образом, чтобы расстояние между гондолой и землей было достаточным. На этапе крейсерского полета двигатель может быть удален от крыла, что позволяет ограничить аэродинамическое сопротивление и оптимизировать, таким образом, расход топлива.Adding a hinge to the pylon in accordance with the present invention provides relative movement of the engine with respect to the wing and with respect to the ground. Thus, the invention allows you to adapt the position of the engine relative to the wing depending on the various stages of flight. When the aircraft is on the ground or during take-off or landing, the engine approaches the wing so that the distance between the nacelle and the ground is sufficient. At the stage of cruising flight, the engine can be removed from the wing, which allows to limit aerodynamic drag and thus optimize fuel consumption.

Кроме того, такой шарнирный пилон позволяет облегчить операции обслуживания, позволяя опускать двигатель.In addition, such an articulated pylon facilitates maintenance operations by allowing the engine to be lowered.

Механизированным средством изменения положения двигателя по высоте может быть, например, электрический или гидравлический силовой привод.The mechanized means for changing the height of the engine can be, for example, an electric or hydraulic actuator.

Этот силовой привод позволяет контролировать перемещение двигателя относительно крыла. В случае гидравлического силового привода его можно соединить, например, с гидравлическим контуром шасси, что позволяет подавать на него мощность.This power drive allows you to control the movement of the engine relative to the wing. In the case of a hydraulic power drive, it can be connected, for example, with the hydraulic circuit of the chassis, which allows you to apply power to it.

Кроме того, в случае потери лопатки гидравлический силовой привод может поглотить часть энергии, высвободившейся при отсоединении лопатки от точки ее крепления.In addition, in case of loss of the blade, the hydraulic power drive can absorb part of the energy released when the blade is disconnected from its attachment point.

Предпочтительно шарнир содержит, по меньшей мере, один деформирующийся четырехугольник, содержащий две тяги, концы которых шарнирно установлены вокруг поперечных горизонтальных осей на двух частях пилона, одну из которых крепят на корпусе двигателя, а другую - на крыле.Preferably, the hinge comprises at least one deformable quadrangle containing two rods, the ends of which are pivotally mounted around the transverse horizontal axes on two parts of the pylon, one of which is mounted on the engine housing and the other on the wing.

Согласно отличительному признаку изобретения, обе тяги являются параллельными и имеют одинаковую длину.According to a feature of the invention, both rods are parallel and have the same length.

Эти две тяги могут иметь также разную длину, что при приведении в действие силового привода позволяет наклонять двигатель относительно горизонтали на этапе взлета, чтобы оптимизировать приток воздуха в турбомашину.These two thrusts can also have different lengths, which when actuating the power drive allows you to tilt the engine relative to the horizontal at the take-off stage in order to optimize the air flow into the turbomachine.

Объектом настоящего изобретения является также авиационный двигатель, закрепленный под крылом при помощи пилона подвески, отличающийся тем, что пилон является описанным выше пилоном.The object of the present invention is also an aircraft engine mounted under the wing using a pylon suspension, characterized in that the pylon is the pylon described above.

Как правило, изменение положения двигателя по высоте под крылом составляет примерно 20 см.Typically, a change in height of the engine under the wing is approximately 20 cm.

Изобретение и его другие детали, преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The invention and its other details, advantages and features will be more apparent from the following description, presented by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 - схематичный вид в осевом разрезе пилона подвески в соответствии с настоящим изобретением, при этом двигатель находится в верхнем положении;Figure 1 is a schematic axial section of a suspension pylon in accordance with the present invention, with the engine in the upper position;

Фиг.2 - схематичный вид в осевом разрезе этого пилона, при этом двигатель находится в нижнем положении.Figure 2 is a schematic axial sectional view of this pylon, with the engine in a lower position.

На фиг.1 схематично показан турбореактивный двигатель 10, закрепленный при помощи пилона спереди и под крылом 14 самолета.Figure 1 schematically shows a turbojet engine 10, mounted with a pylon in front and under the wing 14 of the aircraft.

Турбореактивный двигатель содержит гондолу (не показана), закрепленную на корпусе 18 цилиндрической формы, который окружает переднюю часть двигателя, только задняя часть которого видна на фигуре, и рабочее колесо вентилятора (не показано), установленное внутри корпуса 18. Как известно специалистам, это колесо вентилятора приводится во вращение турбиной турбореактивного двигателя.A turbojet engine contains a nacelle (not shown) mounted on a cylindrical body 18 that surrounds the front of the engine, only the rear of which is visible in the figure, and a fan impeller (not shown) mounted inside the housing 18. As is known to specialists, this wheel the fan is driven by a turbine of a turbojet engine.

Во время работы двигателя воздух, поступающий на входе, что показано стрелками Е, делится на первичный поток и вторичный поток соответственно. Первичный поток питает входной компрессор, затем смешивается с топливом и сгорает в камере сгорания. Газообразные продукты сгорания проходят через турбину и затем выбрасываются в выхлопном кожухе 20 вокруг реактивного сопла 22, что показано стрелкой Р. Вторичный поток (стрелка S) проходит вокруг корпуса двигателя и создает основную часть тяги в двигателе с высокой степенью разбавления.During engine operation, the air entering the inlet, as shown by arrows E, is divided into a primary stream and a secondary stream, respectively. The primary stream feeds the inlet compressor, then mixes with fuel and burns in the combustion chamber. Gaseous products of combustion pass through the turbine and then are discharged in the exhaust casing 20 around the jet nozzle 22, as shown by arrow P. The secondary stream (arrow S) passes around the engine body and creates the bulk of the thrust in the engine with a high degree of dilution.

Пилон 12 подвески в этом примере состоит из двух частей, передней 24 и задней 26, при этом задняя часть 26 закреплена под крылом 14 самолета, а передняя часть закреплена на турбореактивном двигателе 10. Передняя часть содержит переднее плечо 28, выполненное с наклоном вниз и закрепленное своим передним концом на корпусе 30 компрессора высокого давления. Плечо 28 соединено своим задним концом с частью 32, задний конец которой закреплен на выхлопном кожухе 20. Передняя 24 и задняя 26 части пилона соединены своими задним и передним концами при помощи тяг 42, концы которых шарнирно установлены на передней 24 и задней 26 частях вокруг поперечных горизонтальных осей 34, 36 и 38, 40 соответственно таким образом, что образуют шарнирный четырехугольник. В варианте выполнения, показанном на чертежах, тяги 42 имеют одинаковую длину и образуют, таким образом, деформирующийся параллелограмм.The suspension pylon 12 in this example consists of two parts, the front 24 and the rear 26, with the rear part 26 mounted under the wing 14 of the aircraft and the front part mounted on a turbojet engine 10. The front part comprises a front shoulder 28, made with a downward inclination and fixed its front end on the housing 30 of the high pressure compressor. The shoulder 28 is connected at its rear end to a part 32, the rear end of which is fixed to the exhaust casing 20. The front 24 and rear 26 of the pylon are connected by their rear and front ends using rods 42, the ends of which are pivotally mounted on the front 24 and rear 26 parts around the transverse horizontal axes 34, 36 and 38, 40, respectively, so that they form a hinged quadrangle. In the embodiment shown in the drawings, the rods 42 have the same length and thus form a deformable parallelogram.

Гидравлический или электрический силовой привод 44, содержащий цилиндр 46 и шток 48 поршня, установлен между противоположными шарнирными осями 34, 40 параллелограмма, при этом конец цилиндра шарнирно установлен на шарнирной оси 40 задней части 26 пилона 12, тогда как конец штока 48 поршня шарнирно установлен на шарнирной оси 34 передней части 24 пилона 12, и такой монтаж позволяет изменять положение двигателя по отношению к крылу, на земле и во время полета.A hydraulic or electric actuator 44 comprising a cylinder 46 and a piston rod 48 is mounted between opposite parallelogram axle joints 34, 40, with the cylinder end pivotally mounted on the pivot axis 40 of the rear portion 26 of the pylon 12, while the end of the piston rod 48 is pivotally mounted the pivot axis 34 of the front part 24 of the pylon 12, and this installation allows you to change the position of the engine relative to the wing, on the ground and during flight.

Во время работы турбомашины 10 различают несколько этапов полета, во время которых расстояние между турбомашиной 10 и крылом 14 должно меняться. На стоянке и при взлете силовой привод позволяет удерживать турбомашину 10 в верхнем положении, чтобы сохранять максимальное расстояние между турбомашиной и землей, при этом турбомашина 10 находится близко к крылу 14. Во время этапа крейсерского полета силовой привод 44 позволяет удалять турбомашину 10 от крыла 14 для ограничения влияния аэродинамического сопротивления и, следовательно, для уменьшения расход топлива. Наконец, во время посадки турбомашина 10 опять приводится в верхнее положение, соответствующее положению на взлете, чтобы восстановить достаточное расстояние от земли. Силовой привод позволяет, например, перемещать турбомашину 10 по высоте примерно на 20 см.During operation of the turbomachine 10, several stages of flight are distinguished, during which the distance between the turbomachine 10 and the wing 14 must vary. In the parking lot and during take-off, the power drive allows you to keep the turbomachine 10 in the upper position to maintain the maximum distance between the turbomachine and the ground, while the turbomachine 10 is close to the wing 14. During the cruising phase, the power drive 44 allows you to remove the turbomachine 10 from the wing 14 for limiting the influence of aerodynamic drag and, therefore, to reduce fuel consumption. Finally, during landing, the turbomachine 10 is again brought to the upper position corresponding to the take-off position in order to restore a sufficient distance from the ground. The power drive allows, for example, to move the turbomachine 10 in height by about 20 cm.

Необходимо отметить, что увеличение аэродинамического сопротивления и, следовательно, расхода топлива, связанное с близостью турбомашины 10 к крылу 14 во время этапов взлета и посадки, в значительной мере компенсируется за счет снижения расхода во время этапа крейсерского полета благодаря удалению турбомашины 10 для ограничения лобового сопротивления и использованию турбомашины 10 с высокой степенью разбавления. Кроме того, этапы взлета и посадки являются этапами, которые имеют небольшую продолжительность по сравнению с этапом крейсерского полета.It should be noted that the increase in aerodynamic drag and, consequently, fuel consumption, associated with the proximity of the turbomachine 10 to the wing 14 during the take-off and landing stages, is largely offset by a decrease in flow rate during the cruise flight phase due to the removal of the turbomachine 10 to limit drag and the use of a highly diluted turbomachine 10. In addition, the take-off and landing stages are stages that have a short duration compared to the cruise flight stage.

В варианте концы силового привода можно закрепить на двух других противоположных шарнирных осях 36, 38 параллелограмма, при этом силовой привод работает в направлении, противоположном по отношению к конфигурации, показанной на чертежах.In an embodiment, the ends of the power drive can be fixed on two other opposite hinge axles 36, 38 of the parallelogram, while the power drive works in the opposite direction to the configuration shown in the drawings.

В другом варианте можно предусмотреть шарнирный четырехугольник с каждой стороны силового привода 44, чтобы обеспечить лучшую устойчивость турбомашины 10 и лучше распределить тягу турбомашины 10 по всему пилону 12.Alternatively, an articulated quadrangle can be provided on each side of the power drive 44 to provide better stability to the turbomachine 10 and to better distribute the thrust of the turbomachine 10 throughout the pylon 12.

Еще в одном варианте тяги 42 имеют разную длину, что позволяет изменять наклон оси 50 турбомашины по отношению к крылу с удалением или приближением турбомашины относительно крыла, в частности, чтобы улучшить характеристики турбомашины 10 во время взлета.In another embodiment, the thrust 42 have different lengths, which allows you to change the inclination of the axis 50 of the turbomachine relative to the wing with the removal or approximation of the turbomachine relative to the wing, in particular, to improve the performance of the turbomachine 10 during take-off.

В других вариантах изобретения шарнир пилона можно предусмотреть между пилоном и двигателем или между пилоном и крылом.In other embodiments, a pylon hinge may be provided between the pylon and the engine, or between the pylon and the wing.

Claims

1. The pylon (12) of the engine mount (10) under the wing (14) of the aircraft, made with the possibility of fastening at one end on the engine body and the other end on the wing (14), characterized in that it contains at least one hinge and one a mechanized tool that allows you to change the position of the engine (10) in height between the "cruising" position and the take-off and landing position.

2. The pylon according to claim 1, characterized in that the hinge connects the two parts (24, 26) of the pylon, one of which is made with the possibility of mounting on the engine body (10), and the other on the wing (14) of the aircraft.

3. The pylon according to claim 2, characterized in that the hinge contains at least one deformable quadrangle containing two rods (42), the ends of which are pivotally mounted around the transverse horizontal axes (34, 36, 38, 40) on one and on the other parts of the pylon (12), respectively.

4. A pylon according to claim 3, characterized in that both parts (24, 26) of the pylon are also connected by a hydraulic or electric actuator (44) containing a cylinder (46) pivotally mounted on one part (24) of the pylon (12), and a piston rod (48) pivotally mounted on the other part (26) of the pylon (12).

5. Pylon according to claim 3, characterized in that both rods (42) are parallel and have the same length.

6. Pylon according to claim 3, characterized in that both rods (42) have different lengths.

7. Aircraft engine (10), mounted under the wing with a suspension pylon, characterized in that the pylon (12) is a pylon according to claim 1.

8. The engine (10) according to claim 7, characterized in that the change in position of the engine (10) in height under the wing is about 20 cm.